Строительная техника

Промышленные тракторы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Продолжительность цикла работы трактора-погрузчика. При перегрузке материала из штабеля в отвал разгрузка совмещается по времени с движением трактора (на небольшой скорости) и переключением передачи, в этом случае условно можно принимать tv = 0. Составляющие обусловлены непосредственно параметрами и  конструкцией трактора-погрузчика.

Маневр трактора-погрузчика на всех стадиях происходит при неустановившемся режиме движения. Поэтому для определения продолжительности маневрирования tM необходимо предварительно исследовать неустановившееся движение трактора-погрузчика (прямолинейного и  при  поворотах).

Продолжительность набора, разгрузки и переключения передач. Продолжительности набора и разгрузки зависят в основном от мощности (подачи) гидросистемы управления навесным оборудованием. В общем виде, а также для совмещенного (комбинированного) способа набора продолжительность набора определяется формулой

Угловую скорость и продолжительность поворота ковша можно лимитировать подачей насосов гидросистемы оборудования (когда эта подача недостаточна) или скоростью трактора-погрузчика (когда подача насосов заведомо велика и для оптимизации набора груза поворот ковша  временно  прерывают).

В первом случае, характерном для тракторов-погрузчиков с МТ, продолжительность  полного поворота ковша

Во втором случае (когда подача насосов велика), что характерно для тракторов-погрузчиков с ГМТ, продолжительность полного поворота ковша

При разгрузке ковш погрузчика поворачивается на полный угол поворота 6М. Так как при разгрузке обычно работает штоковая полость гидроцилиндра поворота ковша, то скорость поворота его при разгрузке насыпного материала выше, чем при наборе.

Продолжительность переключения передачи в основном зависит от конструкции трансмиссии и механизма переключения передач.

Неустановившееся прямолинейное движение трактора-погрузчика. Экспериментальные исследования разгона и торможения проводили на тракторе-погрузчике Т-50АПМ.

Исследования проводили на ровной бетонной площадке при прямолинейном движении порожнего трактора-погрузчика на шести передачах с расчетными скоростями от 2,58 до 9,7 км/ч. Водителю предоставлялось право пользоваться акселератором и тем самым регулировать приемлемые для себя горизонтальные ускорения.

Мгновенные ускорения при разгоне находятся в диапазоне от 0 до 3 м/с, причем их распределение вероятностей приближается к закону равномерной плотности. Средние ускорения разгона во всем диапазоне рабочих скоростей от 2,5 до 9,7 км/ч изменяются от 1,11 до 1,54 м/с2. Полученные значения ускорений при разгоне ниже, чем расчетные ускорения при реализации номинальной мощности двигателя, которые при скорости 2,58 км/ч составляют 4,8 м/с2. Таким образом, ускорение разгона трактора-погрузчика при испытаниях (и тем более при интенсивной эксплуатации) ограничивается условиями труда водителя, а не мощностью двигателя трактора-погрузчика.

При расчетных скоростях трактора-погрузчика свыше 6 км/ч средние замедления (при торможении) практически равны ускорениям (при разгоне), хотя для меньших скоростей трактора-погрузчика замедления значительно меньше ускорений при разгоне. Учитывая, что при малых кинематических скоростях разгон и торможение существенно не влияют на продолжительность транспортных элементов цикла, можно в первом приближении принимать средние значения ускорения при разгоне и торможении равными и составляющими 1,3 м/с2. При сравнении результатов расчетов, выполненных с указанным допущением, и экспериментальных данных установлена их высокая сходимость

Допустимость принятия постоянными и равными 1,3 м/с2 ускорений разгона и торможения трактора-погрузчика многократно подтвердилась при сопоставлении расчетных и экспериментальных значений продолжительности цикла и для других тракторов.

Неустановившееся движение трактора-погрузчика при повороте. Отличительная особенность поворота трактора-погрузчика — наличие нулевой скорости, а также расположение управляемых колес вдоль оси трактора в начале и конце маневра. Такой поворот имеет следующие основные стадии: поворот одновременно с разгоном трактора и увеличением угла поворота управляемых колес; установившийся  поворот (постоянная  скорость,  постоянный  максимальный угол поворота управляемых колес, минимальный радиус поворота); поворот одновременно с торможением трактора и уменьшением угла поворота управляемых колес.

При теоретическом исследовании такого поворота приняты следующие допущения: продолжительности поворота при разгоне и торможении равны между собой, а радиусы поворота при разгоне и торможении изменяются в функции времени как симметричные убывающая и возрастающая ветви тангенсоиды; разгон (торможение) трактора равноускоренный (равнозамедленный); поворот управляемых колес или полурам осуществляется с постоянной угловой скоростью.

Продолжительность поворота трактора, осуществляемого одновременно с разгоном и торможением при положении управляемых колес или полурам вдоль оси трактора в начале и конце маневра

Наряду с теоретическими проведены экспериментальные исследования зависимости пути, среднего радиуса и продолжительности поворота трактора-погрузчика Т-50АПМ на угол я/2 от расчетной скорости. Увеличение скорости трактора приводит к росту пути и среднего радиуса поворота.

При низких значениях скорости трактора средний радиус поворота близок к минимальному (4,2 м). С увеличением скорости трактора от 2,2 до 9,7 км/ч средний радиус и путь поворота увеличиваются на 35 %. При погрузке материала в транспортное средство необходимо совершить маневр, а не преодолеть какое-либо расстояние, поэтому увеличение пути маневра ведет к увеличению не только времени цикла, но и затрат энергии на погрузку одного кубометра материала, т. е. излишнему расходу топлива.

Проведено сравнение продолжительности поворота, полученной в результате эксперимента и расчетов по приближенной и точным формулам. Целесообразнее применять приближенную формулу при расчетах для тракторов с массой до 12 т и точные формулы при расчетах для тракторов большей массы. Предложенные зависимости для определения продолжительности разгона, а также продолжительности и радиуса поворота являются базой для определения продолжительности маневрирования трактора при любых схемах маневра.

Собственно продолжительность маневра трактора зависит от схемы маневра, минимального радиуса JRM поворота и средней скорости трактора. В свою очередь средняя скорость определяется средними допустимыми ускорениями и тяговым фактором на рабочих передачах переднего и заднего хода или кинематически заложенными скоростями при максимальной мощности двигателя при Якр = 0 для трактора с МТ и Рк = Pf для трактора с ГМТ. Анализируя тяговые факторы, необходимо иметь в виду, что в связи с вышеописанными особенностями работы трактора-погрузчика (малое расстояние маневра и большое количество переключений рычагов и педалей управления за короткий промежуток времени) подъезд к штабелю и транспортному средству совершается на той же передаче переднего хода, что и набор насыпного материала в ковш.

Предложенные зависимости позволяют рассчитывать продолжительность маневрирования и цикла работы трактора-погрузчика при   любых   схемах   маневрирования.

Результаты теоретических исследований сопоставляли с экспериментальными данными, полученными при испытаниях тракторов-погрузчиков Т-50АПМ, Т-80ПМ и Д-561Б. Испытываемые тракторы имели управляемые колеса и вели работу по схемам. Схему маневра выбирал водитель, перед которым была поставлена задача совершить рабочий цикл за минимальное время.

При сопоставлении экспериментальных и расчетных данных по тракторам Т-50АПМ и Т-80ПМ установлено в основной рабочей зоне удовлетворительное их совпадение. Однако при рабочих скоростях, меньших 5 км/ч, продолжительность маневра, полученная экспериментально, значительно меньше расчетной. Это объясняется тем, что при низких рабочих скоростях водитель имеет возможность сократить расстояние маневрирования в результате перехода на схему маневра (уменьшается угол поворота трактора при отъездах и завершается маневр в начале подъезда к транспорту и штабелю). Чтобы учесть эту особенность работы трактора-погрузчика, внесено уточнение в формулу определения продолжительности маневрирования, которое выражается зависимостью угла поворота трактора при маневре от его установившейся скорости при повороте

Исследовали продолжительность цикла трактора-погрузчика Д-561Б с ГМТ при погрузке в отвал и в транспортное средство. При движении на рабочей передаче при кинематической скорости погрузчика около 5 км/ч продолжительность циклов при разгрузке в отвал и в транспортное средство совпала. С увеличением кинематической скорости трактора-погрузчика до 8,9 км/ч продолжительность цикла при разгрузке в транспортное средство на 4 % больше, чем при разгрузке в отвал в результате уменьшения водителем скорости движения при подъезде к транспортному средству.

Экспериментальные исследования, проведенные на различных тракторах-погрузчиках, подтверждают правомерность допущений, принятых в теоретических расчетах.

Гусеничные тракторы-погрузчики в основном работают по челночной схеме.

Все продолжительности подъездов и отъездов могут быть определены по формуле, если подставить в нее значения пути каждого элемента.

На основании анализа параметров гусеничных тракторов погрузчиков и транспортных средств предложены корреляционные зависимости для определения параметров, входящих в эти формулы: Вт = 0,095 Yma\ LK = 0,0438 Yma (здесь ma — масса гусеничного трактора-погрузчика).